(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘度が変化する液体現像剤の濃度を検出する濃度検出装置であって、
前記液体現像剤を所定の液位置で貯留する貯留容器と、
前記液体現像剤中で回転可能な回転部材と、
前記回転部材が取り付けられた回転軸と、
前記回転軸を一定の駆動力で回転させる駆動源と、
前記回転部材の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記所定の液位置よりも上方かつ前記回転軸の近傍の所定位置に配置され、前記所定位置から変位可能な変位部材と、
前記変位部材が変位したことを検知する変位検知手段と、
前記液体現像剤を温める加温手段と、
前記加温手段を制御すると共に、前記回転速度に基づいて前記液体現像剤の前記濃度を検出する濃度検出部と、
を備え、
前記濃度検出部は、前記変位部材の変位が検知されたとき、まず、前記加温手段を制御して前記液体現像剤を温め、次に、前記液体現像剤の前記濃度を検出する濃度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の濃度検出装置において、
さらに、前記液体現像剤が第１温度の場合における前記回転速度と前記液体現像剤の前記濃度との間の関係を予め求めて作成した第１テーブルと、前記液体現像剤が前記第１温度よりも高い第２温度の場合における前記回転速度と前記濃度との間の関係を予め求めて作成した第２テーブルとを記憶する記憶部を備え、
前記濃度検出部は、
前記変位部材の変位が検知されないとき、前記第１テーブルを参照して前記回転速度を前記濃度に換算し、
一方、前記変位部材の変位が検知されたとき、まず、前記加温手段を制御して前記液体現像剤を前記第２温度に昇温させ、次に、前記第２テーブルを参照して前記回転速度を前記濃度に換算する濃度検出装置。
【請求項３】
液体現像剤を用いてシート上に画像を形成する画像形成部と、
請求項１または２に記載の濃度検出装置と、
前記濃度検出装置による検出に基づいて前記液体現像剤の濃度を調整する調整部と、
を備えた画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記液体現像剤は、キャリア液と、前記キャリア液中に分散された顔料と、前記キャリア液中に溶解された溶解樹脂とを含み、
前記溶解樹脂は、前記シート上で前記顔料を定着させるために用いられており、
前記濃度検出装置は、前記溶解樹脂の濃度を検出するものであり、
前記第１テーブルおよび前記第２テーブルはそれぞれ、前記回転部材の回転速度と前記溶解樹脂の前記濃度との関係を予め求めて作成されたものであり、
前記調整部は、前記濃度検出装置による検出に基づいて前記溶解樹脂の前記濃度を調整する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体現像剤の濃度を検出する濃度検出装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体現像剤を用いてシート上に画像を形成する画像形成装置は、画像形成に用いられなかった液体現像剤を調整タンクに回収し、回収した液体現像剤を調整タンク内で適正な濃度に調整する。これにより、回収された液体現像剤が再利用可能となる。画像形成装置は、調整中の液体現像剤の濃度を検出する濃度検出装置を含む（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の濃度検出装置は、液体現像剤中で回転する攪拌部材と、攪拌部材の回転トルクを計測するトルク計と、回転トルクと液体現像剤の濃度との間の関係を予め求めて作成したデータテーブルとを有し、液体現像剤の濃度検出の際には、テーブルデータを参照して回転トルクを濃度に換算することで濃度を検出する。
【０００４】
特許文献１では、濃度検出装置が液体現像剤の濃度を検出している間、回収現像剤貯蔵槽への液体現像剤の搬送が停止されるように制御される。これにより、液体現像剤を回収現像剤貯蔵槽に搬送するポンプの動作に起因する流動ムラの影響を低減している。その結果、液体現像剤の濃度を正確に検知することが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１９０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の濃度検出装置は、濃度検出のために攪拌部材を用いている。そのため、液体現像剤が高粘度（つまり、高濃度）のとき、液体現像剤が攪拌部材の羽根部や軸部に絡みつく場合がある。その場合、攪拌部材の回転トルクが液体現像剤の濃度とは関係なく低下してしまい、正確な回転トルクが得られない。その結果、液体現像剤の濃度検出の精度が低下する。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、液体現像剤の濃度が高い場合であっても濃度検出の精度を維持することができる濃度検出装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る濃度検出装置は、粘度が変化する液体現像剤の濃度を検出するものであって、前記液体現像剤を所定の液位置で貯留する貯留容器と、前記液体現像剤中で回転可能な回転部材と、前記回転部材が取り付けられた回転軸と、前記回転軸を一定の駆動力で回転させる駆動源と、前記回転部材の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記所定の液位置よりも上方かつ前記回転軸の近傍の所定位置に配置され、前記所定位置から変位可能な変位部材と、前記変位部材が変位したことを検知する変位検知手段と、前記液体現像剤を温める加温手段と、前記加温手段を制御すると共に、前記回転速度に基づいて前記液体現像剤の前記濃度を検出する濃度検出部とを含み、前記濃度検出部は、前記変位部材の変位が検知されたとき、まず、前記加温手段を制御して前記液体現像剤を温め、次に、前記液体現像剤の前記濃度を検出する。
【０００９】
本発明に係る濃度検出装置は、液体現像剤の粘度が濃度に応じて変化する特性と、回転部材の回転速度が液体現像剤の粘度に応じて変化する特性とを利用して、回転速度に基づいて濃度を検出するものである。そして、濃度検出装置の濃度検出部は、変位部材の変位が検知されたとき、加温手段を制御して液体現像剤を温める。変位部材の変位は、液体現像剤の粘度（つまり、濃度）が高いときに液体現像剤が所定の液位置を越えて回転軸に絡み付き、絡み付いた液体現像剤が変位部材に接触することで起きる。回転軸に液体現像剤が絡み付いた状態では回転速度を正確に検出することはできない。しかしながら、本発明では、粘度が温度に応じて変化する特性を利用し、液体現像剤を温めることで、液体現像剤の粘度を低下させ、液体現像剤の回転軸への絡み付きを解消している。これにより、回転速度が正確に検出される。濃度検出部は、液体現像剤の回転軸への絡み付きを解消した後、回転速度に基づいて液体現像剤の濃度を検出する。このように、本発明に係る濃度検出装置によれば、液体現像剤が回転部材の回転軸に絡み付かないように液体現像剤を常に温める構成と比較して、変位部材の変位が検知されたときだけ加温手段を用いるので、消費電力が小さい。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、濃度検出装置は、さらに、前記液体現像剤が第１温度の場合における前記回転速度と前記液体現像剤の前記濃度との間の関係を予め求めて作成した第１テーブルと、前記液体現像剤が前記第１温度よりも高い第２温度の場合における前記回転速度と前記濃度との間の関係を予め求めて作成した第２テーブルとを記憶する記憶部を含み、前記濃度検出部は、前記変位部材の変位が検知されないとき、前記第１テーブルを参照して前記回転速度を前記濃度に換算し、一方、前記変位部材の変位が検知されたとき、まず、前記加温手段を制御して前記液体現像剤を前記第２温度に昇温させ、次に、前記第２テーブルを参照して前記回転速度を前記濃度に換算する。
【００１１】
この構成によれば、濃度検出部は、液体現像剤が第１温度の場合における回転速度と濃度との間の関係を予め求めて作成した第１テーブルと、液体現像剤が第２温度の場合における、つまり、液体現像剤が回転軸に絡み付かない程度に液体現像剤を昇温させた場合における回転速度と濃度との間の関係を予め求めて作成した第２テーブルとを選択的に参照して、回転速度を濃度に換算する。これにより、液体現像剤の粘度が高い場合であっても濃度検出の精度を維持することができる。
【００１２】
本発明に係る画像形成装置は、液体現像剤を用いてシート上に画像を形成する画像形成部と、上記構成の濃度検出装置と、前記濃度検出装置による検出に基づいて前記液体現像剤の濃度を調整する調整部とを含む。
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、液体現像剤が高濃度（高粘度）であっても高い検出精度を備えた濃度検出装置を有しているので、液体現像剤の濃度が適正に調整される。これにより、高画質の画像が得られる。
【００１４】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記液体現像剤は、キャリア液と、前記キャリア液中に分散された顔料と、前記キャリア液中に溶解された溶解樹脂とを含み、前記溶解樹脂は、前記シート上で前記顔料を定着させるために用いられており、前記濃度検出装置は、前記溶解樹脂の濃度を検出するものであり、前記第１テーブルおよび前記第２テーブルはそれぞれ、前記回転部材の回転速度と前記溶解樹脂の前記濃度との関係を予め求めて作成されたものであり、前記調整部は、前記濃度検出装置による検出に基づいて前記溶解樹脂の前記濃度を調整する。
【００１５】
この構成によれば、顔料をシート上に定着させるための溶解樹脂の濃度（粘度）が高い場合であっても、濃度検出装置により、溶解樹脂の濃度を精度良く検出することができるの。そのため、調整部は、溶解樹脂の濃度を適正に調整することができる。これにより、顔料の定着状態が良い高画質の画像が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る濃度検出装置は、回転軸に液体現像剤が絡み付いたときのみ加温手段を用いて液体現像剤の濃度を検出するので、消費電力が小さい。そして、本発明に係る画像形成装置は、液体現像剤が高濃度であっても高い検出精度を備えた濃度検出装置を有しているので、液体現像剤の濃度が適正に調整される。これにより、高画質の画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る濃度検出装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】濃度検出装置の回転機構の回転軸に液体現像剤が絡み付いた状態を示す模式図である。
【図３】濃度検出装置による溶解樹脂の濃度検出の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るカラープリンタの全体概略断面図である。
【図５】液体現像剤循環装置の部分を除いた、カラープリンタの概略断面図である。
【図６】カラープリンタに用いられている現像装置およびその周辺部分の概略断面図である。
【図７】液体現像剤循環装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る濃度検出装置５０の構成を模式的に示す図である。濃度検出装置５０は、液体現像剤を用いてシート上に画像を形成する湿式の画像形成装置に適用され、液体現像剤の濃度を検出するための装置である。特に、本実施形態で用いられる液体現像剤は、電気絶縁性のキャリア液と、キャリア液中に分散された着色粒子と、キャリア液中に溶解された樹脂（以下、溶解樹脂という）とを含み、濃度検出装置５０は、溶解樹脂の濃度を検出することが可能な装置である。溶解樹脂は、着色粒子をシート上に定着させるための重要な要素である。液体現像剤については後で詳述する。
【００１９】
濃度検出装置５０は、具体的には、後述するように現像装置１４から回収された液体現像剤の濃度を調整する現像剤調整部に適用される。濃度検出装置５０は、貯留容器５１と、回転機構Ｒと、回転速度検出部５７と、変位検知手段Ｄと、ヒータ６１と、温度検出センサ６２と、記憶部６３と、濃度検出部６６とを含む。
【００２０】
貯留容器５１は、液体現像剤ＬＤを所定の液位置ＬＶで貯留する。所定の液位置ＬＶにより、液体現像剤ＬＤが貯留容器５１内で貯留される液範囲ＬＲが規定されている。液範囲ＬＲは、貯留容器５１の底部から液位置ＬＶにわたる範囲である。
【００２１】
貯留容器５１には、供給管５２および排出管５３が接続されている。供給管５２には、供給ポンプ５４が配設されている。供給ポンプ５４が駆動されると、液体現像剤ＬＤが供給管５２を通って貯留容器５１内に供給される。供給管５２は、図１では液位置ＬＶよりも上方に位置しているが、その位置は特に限定されず、液位置ＬＶよりも下方に位置させてもよい。
【００２２】
排出管５３は、液位置ＬＶに対応した位置に排出口５３ａを有している。排出口５３ａは常に開状態となっている。したがって、液体現像剤ＬＤが貯留容器５１に供給されると、特別な制御を必要とすることなく、液体現像剤ＬＤは所定の液位置ＬＶに調整される。
【００２３】
回転機構Ｒは、回転部材５５と、回転部材５５が固定された回転軸５６と、駆動源Ｍとを含む。回転部材５５は、所定の液位置ＬＶよりも下方にかつ液範囲ＬＲ内に配置されている。回転部材５５は、図１では扁平な円柱の形状を有するが、それらの形状は特に限定されず、回転軸５６を中心として対称なプロペラの形状を有していてもよいし、平板の形状を有していてもよい。回転軸５６には、駆動源Ｍが接続されている。駆動源Ｍは、例えばモータであり、一定の駆動力で回転軸５６を回転させる。回転軸５６の回転により、回転部材５５は液範囲ＬＲにおいて液体現像剤ＬＤ中で回転する。
【００２４】
回転部材５５は、回転に伴い、液体現像剤ＬＤの粘度に応じて液体現像剤ＬＤから抵抗を受ける。特に、溶解樹脂の濃度は液体現像剤ＬＤの粘度に大きく影響するため、溶解樹脂の濃度が高いとき、液体現像剤ＬＤの粘度が高くなり、回転部材５５が液体現像剤ＬＤから受ける抵抗は大きくなる。これにより、回転部材５５の回転速度は低下する。一方、溶解樹脂の濃度が低いとき、液体現像剤ＬＤの粘度が低くなり、前記抵抗は小さくなる。これにより、回転部材５５の回転速度が大きくなる。つまり、前記抵抗が大きくなるにつれ、回転部材５５の回転速度は小さくなり、前記抵抗が小さくなるにつれ、回転部材５５の回転速度は大きくなる。
【００２５】
回転速度検出部５７（回転速度検出手段）は、回転部材５５の回転速度を検出する。回転速度検出部５７は、例えば、発光素子と、受光素子と、回転部材５５または回転軸５６に取り付けられた遮光板とを有し、遮光板が発光素子の光を遮光する回数を分単位で計測することで、回転部材５５の回転速度を求める。回転速度検出部５７の構成は特に限定されない。
【００２６】
変位検知手段Ｄは、変位部材５８と、変位検知部６０とを含む。変位部材５８は、液体現像剤ＬＤの所定の液位置ＬＶよりも上方の位置かつ回転軸５６の近傍の位置であるホーム位置で、回転軸５６に対向して配置されている。変位部材５８は、ワイヤ５９等で支持されており、液体現像剤ＬＤの液面に沿ってホーム位置から変位可能である。変位部材５８は、図１では扁平な円柱形状を有しているが、その形状は特に限定されず、平板状であってもよいし、棒状であってもよい。変位検知部６０は、変位部材５８がホーム位置から変位しているか否かを検知する手段である。変位検知部６０は、例えば反射型光センサであり、変位部材５８の表面に設けられた反射面に対して光を放射して、反射光を受光するか否かで変位部材５８の変位を検知するものである。変位部材５８がホーム位置から変位しているとき、反射型光センサは反射光を受光しない。これにより、変位部材５８の変位が検知される。変位検知部６０の構成は特に限定されない。
【００２７】
ヒータ６１は、貯留容器５１の底部側に配置され、貯留容器５１中の液体現像剤ＬＤを温める。ヒータ６１の配置位置は、特に限定されず、貯留容器５１の液範囲ＬＲ内であってもよい。ヒータ６１は、本発明の加温手段の一例である。
【００２８】
温度検出センサ６２は、貯留容器５１の液範囲ＬＲ内に配置され、液体現像剤ＬＤの温度を検出する。
【００２９】
記憶部６３は、第１テーブル６４および第２テーブル６５を記憶する。第１テーブル６４は、液体現像剤ＬＤが第１温度に調整されている場合における回転部材５５の回転速度と溶解樹脂の濃度との間の関係を予め求めて作成した検量線データである。第１温度は、液体現像剤ＬＤの通常の温度であり、例えば約２５℃である。
【００３０】
一方、第２テーブル６５は、液体現像剤ＬＤが第１温度よりも高い第２温度に調整されている場合における回転部材５５の回転速度と溶解樹脂の濃度との間の関係を予め求めて作成した検量線データである。第２温度は第１温度よりも高いので、液体現像剤ＬＤが第２温度のとき、液体現像剤ＬＤの粘度は低下する。
【００３１】
なお、濃度検出装置５０が溶解樹脂の濃度ではなく液体現像剤ＬＤの濃度を検出するように構成したい場合、第１テーブル６４は、液体現像剤ＬＤが第１温度に調整されている場合における回転部材５５の回転速度と液体現像剤ＬＤの濃度との間の関係を予め求めて作成した検量線データであり、第２テーブル６５は、液体現像剤ＬＤが第２温度に調整されている場合における回転部材５５の回転速度と液体現像剤ＬＤの濃度との間の関係を予め求めて作成した検量線データである。
【００３２】
濃度検出部６６は、液体現像剤ＬＤの粘度が濃度（特に溶解樹脂の濃度）に応じて変化する特性と、回転部材５５の回転速度が液体現像剤ＬＤの粘度に応じて変化する特性とを利用して、回転部材５５の回転速度に基づいて溶解樹脂の濃度を検出する。
【００３３】
具体的には、濃度検出部６６は、供給ポンプ５４、駆動源Ｍおよびヒータ６１を制御すると共に、変位検知手段Ｄによる変位部材５８の変位検知に基づいて第１テーブル６４および第２テーブル６５を選択的に参照して、回転部材５５の回転速度を溶解樹脂の濃度に換算する。
【００３４】
変位部材５８の変位は、次のようにして起きる。すなわち、液体現像剤ＬＤの粘度が高いとき、液体現像剤ＬＤは、回転部材５５による攪拌に伴い、図２に示すように、貯留容器５１の所定の液位置ＬＶを越えて回転軸５６に絡み付きやすく、塊ＡＤを形成する。図示は省略しているが、液体現像剤ＬＤは回転部材５５にも絡み付いている。このとき、液体現像剤ＬＤの塊ＡＤは変位部材５８に接触して、変位部材５８を二点差線で示すホーム位置Ｈ１から実線で示す変位位置Ｈ２に移動させる。このようにして起きた変位部材５８の変位は、変位検知手段Ｄによって検知される。回転軸５６に液体現像剤ＬＤが絡み付いた状態では回転部材５５の回転速度は正確に検出されない。
【００３５】
そこで、本実施形態では、液体現像剤ＬＤの回転軸５６への絡み付きに対処するために、濃度検出部６６は、変位部材５８の変位が検知されたとき（液体現像剤ＬＤが回転軸５６に絡み付いているとき）、まず、ヒータ６１を制御して液体現像剤ＬＤを温めることにより、液体現像剤ＬＤの温度を第２温度に昇温させ、次に、第２テーブル６５を参照して、回転部材５５の回転速度を溶解樹脂の濃度に換算する一方、変位部材５８の変位が検知されないとき（液体現像剤ＬＤが回転軸５６に絡み付いていないとき）、第１テーブル６４を参照して、回転部材５５の回転速度を溶解樹脂の濃度に換算するように構成されている。
【００３６】
濃度検出部６６による具体的な検出動作を、図３のフローチャートを参照して説明する。濃度検出部６６は、溶解樹脂の濃度検出にあたり、まず、供給ポンプ５４を制御して、液体現像剤ＬＤを貯留容器５１に供給し、液体現像剤ＬＤを所定の液位置ＬＶに調整する（ステップＳ１）。次に、濃度検出部６６は、駆動源Ｍを制御して回転部材５５を一定の駆動力で回転させる（ステップＳ２）。そして、濃度検出部６６は、変位検知手段Ｄの検知に基づいて回転部材５５の回転速度を溶解樹脂の濃度に換算する。
【００３７】
すなわち、変位部材５８の変位が検知されなかったとき（ステップＳ３においてＮＯ）、濃度検出部６６は、回転速度検出部５７によって検出された回転部材５５の回転速度を得た後（ステップＳ４）、第１テーブル６４を参照して、回転部材５５の回転速度を溶解樹脂の濃度に換算する（ステップＳ５）。これにより、溶解樹脂の濃度が得られる。
【００３８】
一方、変位部材５８の変位が検知されたとき（ステップＳ３においてＹＥＳ）、濃度検出手段は、ヒータ６１を制御して（ステップＳ６）、液体現像剤ＬＤを第２温度に昇温させる（ステップＳ７）。液体現像剤ＬＤの昇温は、温度検出センサ６２による液体現像剤ＬＤの温度検出に基づいて行われる。液体現像剤ＬＤが第２温度に達すると、ヒータ６１による昇温は停止される。そして、濃度検出部６６は、回転速度検出部５７によって検出された回転部材５５の回転速度を得た後（ステップＳ８）、第２テーブル６５を参照して、回転部材５５の回転速度を溶解樹脂の濃度に換算する（ステップＳ９）。これにより、溶解樹脂の濃度が得られる。
【００３９】
以上説明した本実施形態に係る濃度検出装置５０によれば、濃度検出部６６は、変位部材５８の変位が検知されたとき、まず、ヒータ６１を制御して液体現像剤ＬＤを第２温度に昇温させる。そのため、粘度が温度に応じて変化する特性に従って液体現像剤ＬＤの粘度は低下するので、液体現像剤ＬＤの塊ＡＤ（図２）は崩れ、液体現像剤ＬＤの回転軸５６への絡み付きが解消される。これにより、回転部材５５の回転速度が正確に検出される。本実施形態では、第２温度は、液体現像剤ＬＤの回転軸５６への絡み付きが解消される程度の温度であり、例えば約５０℃である。
【００４０】
そして、濃度検出部６６は、液体現像剤ＬＤの回転軸５６への絡み付きを解消した後、第２テーブル６５を参照して回転部材５５の回転速度を溶解樹脂の濃度に換算する。また、濃度検出部６６は、変位部材５８の変位が検出されないとき（つまり、液体現像剤ＬＤの回転軸５６への絡み付きが発生していないとき）、ヒータ６１を制御することなく、第１テーブル６４を参照して回転部材５５の回転速度を溶解樹脂の濃度に換算する。このように、本実施形態に係る濃度検出装置５０によれば、変位部材５８の変位が検知されたときだけヒータ６１を用いるので、液体現像剤ＬＤが回転部材５５の回転軸５６に絡み付かないように液体現像剤ＬＤを常に温める構成と比較して消費電力を小さくすることができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る濃度検出装置５０によれば、濃度検出部６６は、液体現像剤ＬＤが第１温度の場合における回転部材５５の回転速度と溶解樹脂の濃度との間の関係を予め求めて作成した第１テーブル６４と、液体現像剤ＬＤが第２温度の場合における、つまり、液体現像剤ＬＤが回転軸５６に絡み付かない程度に液体現像剤ＬＤを昇温させた場合における回転部材５５の回転速度と溶解樹脂濃度との間の関係を予め求めて作成した第２テーブル６５とを選択的に参照して、回転速度を濃度に換算する。これにより、液体現像剤ＬＤの粘度が高い場合であっても溶解樹脂の濃度検出の精度を維持することができる。その結果、濃度検出装置５０は、広い粘度レンジで溶解樹脂の濃度を正確に検出することができる。また、画像形成装置の現像剤調整部は、濃度検出装置５０が検出した正確な溶解樹脂の濃度に基づいて溶解樹脂の濃度を調整することができるので、着色粒子の定着状態が良い高画質の画像を得ることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、液体現像剤ＬＤを第２温度に昇温させる際の温度変化による粘度の変化量を考慮するために、第２テーブル６５を追加した構成につき説明したが、第２テーブル６５に代えて、前記粘度の変化量に対応する補正係数を、第１テーブル６４である検量線データに加味することで、回転部材５５の回転速度を溶解樹脂の濃度に換算してもよい。
【００４３】
（湿式画像形成装置）
図４は、上述の濃度検出装置５０が組み込まれたカラープリンタ１（湿式画像形成装置）の概略構成図であり、図５は、液体現像剤循環装置の部分を除いたカラープリンタ１の概略断面図である。なお、図４および図５は、画像形成装置としてカラープリンタを例示している。
【００４４】
図４に示される如く、カラープリンタ１は、画像形成のための様々なユニットや部品が収納される上側本体部１Ａと、この上側本体部１Ａの下部に配置され、各色用の液体現像剤循環装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが収納される下側本体部１Ｂとから構成されている。
【００４５】
図５に示すように、上側本体部１Ａには、画像データに基づいて画像を形成するタンデム式の画像形成部２と、シートを収容するシート収納部３と、画像形成部２で形成された画像をシート上に転写する二次転写部４と、画像が形成されたシートを排紙する排出部６と、シート収納部３から排出部６までシートを搬送するシート搬送部７とが含まれている。
【００４６】
画像形成部２は、中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１のクリーニング部２２と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色にそれぞれ対応した画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、及びＦＢとを備える。
【００４７】
中間転写ベルト２１は、導電性を有する、幅広の、無端状のベルト部材であり、図１において時計回りに循環駆動される。
【００４８】
画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢは、中間転写ベルト２１の下側走行面に沿って並べて配置されている。
【００４９】
画像形成ユニットＦＹ、ＦＭ、ＦＣ、ＦＢは、感光体ドラム１０と、帯電装置１１と、ＬＥＤ露光装置１２と、液体現像装置１４と、一次転写ローラ２０と、クリーニング装置２６と、除電装置１３と、キャリア液除去ローラ３０とを備える。
【００５０】
円柱状の感光体ドラム１０の表面（周面）は、帯電（本実施形態ではプラス極性に帯電）された着色粒子で顕像化された画像を担持可能である。図示される感光体ドラム１０は、反時計回りに回転可能である。帯電装置１１は、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる。
【００５１】
ＬＥＤ露光装置１２は、ＬＥＤを光源として有し、外部の機器から入力された画像データに基づいて、一様に帯電された感光体ドラム１０の表面に光を照射する。これにより、感光体ドラム１０の表面に、画像データに基づいた静電潜像が形成される。
【００５２】
液体現像装置１４は、液体現像剤を、感光体ドラム１０の表面に形成された静電潜像に対向するように保持する。これにより、帯電された液体現像剤で感光体ドラム１０表面の静電潜像が顕像化され、画像として現像される。
【００５３】
図６に示されるように、液体現像装置１４は、現像容器１４０、現像ローラ１４１、供給ローラ１４２、支持ローラ１４３、供給ローラブレード１４４、現像クリーニングブレード１４５、現像剤回収装置１４６及び現像ローラ帯電装置１４７を含む。
【００５４】
現像容器１４０は、その内部に、液体現像剤が供給され、液体現像剤を貯留する。液体現像剤は、濃度調整が予め行われた後、供給ノズル２７８から現像容器１４０の内部へ供給される。その場合、液体現像剤は、供給ローラ１４２と支持ローラ１４３とのニップ部へ向けて供給され、余剰分は支持ローラ１４３の下方へ落下し、現像容器１４０の底部に貯留される。余剰の液体現像剤は回収され、再利用される。
【００５５】
支持ローラ１４３は現像容器１４０の略中央に配置され、供給ローラ１４２に下方から当接されてニップ部を形成する。供給ローラ１４２は、支持ローラ１４３の直上ではなく、供給ノズル２７８から離れる方向にずれて配置される。供給ローラ１４２の周面には液体現像剤を保持するための溝が設けられる。図中に点線矢印で示すように、支持ローラ１４３は反時計方向に、供給ローラ１４２は時計方向に回転する。
【００５６】
供給ノズル２７８から供給される液体現像剤は、前記ニップ部で一時的に滞留され、両ローラ１４２，１４３の回転に伴って、供給ローラ１４２の溝に保持された状態で上方へ運ばれる。供給ローラブレード１４４は、供給ローラ１４２の周面に圧接され、供給ローラ１４２の溝に保持される液体現像剤の量が所定量になるように規制する。供給ローラブレード１４４により掻き落とされた余剰の液体現像剤は、現像容器１４０の底部に貯留される。
【００５７】
現像ローラ１４１は、現像容器１４０の上部開口部に、供給ローラ１４２と接するように配置される。現像ローラ１４１は供給ローラ１４２と同方向に回転される。この結果、現像ローラ１４１と供給ローラ１４２とが当接するニップ部では、現像ローラ１４１の表面は供給ローラ１４２の表面と逆方向に移動する。これにより、現像ローラ１４１の周面には、供給ローラ１４２の周面に保持された液体現像剤が受け渡される。供給ローラ１４２の溝に保持される液体現像剤の量（液体現像剤の薄層の厚み）が所定値に規制されているので、現像ローラ１４１の表面に担持される液体現像剤の量（液体現像剤の薄層の厚み）もまた所定値に保たれる。
【００５８】
現像ローラ帯電装置１４７は、液体現像剤の着色粒子の帯電極性と同極性のバイアス電位（本実施形態ではプラス極性のバイアス電位）を現像ローラ１４１に外表面側から与えること（現像コロナチャージ）により、現像ローラ１４１の表面に担持された液体現像剤の薄層中の着色粒子を現像ローラ１４１の表面側に移動させる。この結果、液体現像剤の薄層中の着色粒子が電界的作用により現像ローラ１４１側に集合・圧縮され（コンパクション処理）、現像ローラ１４１側に高濃度の着色粒子の層が形成される。この後、感光体ドラム１０の表面の静電潜像の電位と現像ローラ１４１に印加される現像電界との電位差によって、液体現像剤の薄層は、感光体ドラム１０に供給されて、感光体ドラム１０上の静電潜像が現像される。
【００５９】
現像クリーニングブレード１４５は、現像ローラ１４１の感光体ドラム１０との接触部の回転方向下流側に接触するように配置され、感光体ドラム１０への現像動作を終えた現像ローラ１４１の表面の液体現像剤を除去する。
【００６０】
現像剤回収装置１４６は、現像クリーニングブレード１４５で除去された液体現像剤を回収して、液体現像剤循環装置の第１パイプ７７１へ液体現像剤を送り出す。
【００６１】
一次転写ローラ２０は、中間転写ベルト２１と接触している位置で、中間転写ベルト２１に着色粒子と逆極性（本実施形態ではマイナス）の電圧を印加する。中間転写ベルト２１は導電性を有するので、この印加電圧によって、中間転写ベルト２１の表面側及びその周辺に着色粒子が引き付けられる。つまり、感光体ドラム１０の表面に現像された画像が中間転写ベルト２１に転写される。
【００６２】
クリーニング装置２６は、感光体ドラム１０から中間転写ベルト２１に転写されずに残留した液体現像剤をクリーニングするための装置である。クリーニング装置２６は、図６に示すように、残留現像剤搬送スクリュー２６１と、クリーニングブレード２６２とを備える。残留現像剤搬送スクリュー２６１は、クリーニングブレード２６２によって掻き取られ、クリーニング装置２６内に収納された残留現像剤をクリーニング装置２６の外部に搬送する。
【００６３】
除電装置１３は、除電用の光源を有し、次の周回による画像形成に備えて、クリーニングブレード２６２による液体現像剤の除去後、感光体ドラム１０の表面を光源からの光によって除電する。
【００６４】
略円柱状のキャリア液除去ローラ３０は、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２１とが接触する位置よりも二次転写部４が配置されている側に配置されており、中間転写ベルト２１の表面からキャリア液を除去する。
【００６５】
図５に示されるシート収容部３は、上側本体部１Ａの下部に配置されると共に、シートを収容する給紙カセット（図示せず）を含む。
【００６６】
二次転写部４は、中間転写ベルト２１上に形成された画像をシートに二次転写する。二次転写部４は、中間転写ベルト２１を支持する支持ローラ４１と、支持ローラ４１に対向して配置された二次転写ローラ４２とを有する。
【００６７】
二次転写部４の上側には、搬送ローラ８，８が備えられている。上側本体部１Ａの上面に設けられた排出部６には、画像が転写され、画像の定着が完了したシートが排出される。シート搬送部７は、複数の搬送ローラ対を備え、シート収容部３から、二次転写部４を経て、排出部６までシートを搬送する。
【００６８】
本実施形態に係る上側本体部１Ａでは、次に説明する液体現像剤を用いることにより、シートに転写された画像を熱や光のエネルギーを用いてシートに定着させる定着工程を経ることなく、シートに転写された画像をシートに定着させることができる。
【００６９】
（液体現像剤）
本実施形態に係る液体現像剤は、電気絶縁性のキャリア液と、キャリア液中に分散された着色粒子と、キャリア液中に溶解された溶解樹脂であるセルロースエーテルとを含有する。
【００７０】
一般に、電気絶縁性のキャリア液は液体キャリアの役割を果たし、得られる液体現像剤の電気絶縁性を高めることを目的として用いられる。電気絶縁性のキャリア液としては、電気絶縁性を有するものであって、例えば、２５℃における体積抵抗が１０１０Ω・ｃｍ以上（換言すれば導電率が１００ｐＳ／ｃｍ以下）の有機溶剤が好ましい。
【００７１】
本実施形態で使用し得るキャリア液としては、前記物性に加えて、セルロースエーテルを溶解させることができるもの（セルロースエーテルの溶解度が相対的に高いもの）が好ましい。そのようなキャリア液としては、例えば、植物性の油、動物性の油、鉱物性の油等の油類が挙げられ、これらのうちでも植物性の油が好ましく、さらには植物性の油のうちでも、トール油脂肪酸（主成分：オレイン酸、リノール酸）が好ましい。
【００７２】
本実施形態では、着色粒子として、顔料を結着樹脂に分散させたトナーではなく、顔料そのものを用いる。そのような顔料としては、例えば、従来公知の有機顔料や無機顔料を特に限定することなく用いることができる。
【００７３】
本実施形態では、液体現像剤は、溶解樹脂であるセルロースエーテルを含有する。セルロースエーテルは、セルロース分子内の水酸基がアルコキシ基に置換された高分子である。置換率は、４５〜４９．５％が好ましい。また、アルコキシ基のアルキル部分が例えばヒドロキシル基等によって置換されていてもよい。セルロースエーテルによって形成された被膜は、強靭性、熱安定性等に優れている。
【００７４】
本実施形態に係る液体現像剤では、セルロースエーテルは、キャリア液に溶解した状態で存在する。その結果、画像のシートへの定着のメカニズムはおよそ次のようなものである。すなわち、液体現像装置１４の現像容器１４０内に貯留されている液体現像剤中のセルロースエーテルは、キャリア液に溶解した状態で存在している。この状態は、現像ローラ１４１上、感光体ドラム１０上、中間転写ベルト２１上においても同様である。もっとも、液体現像剤中に占めるキャリア液の比率は次第に低減していくが、液体現像剤中のセルロースエーテルはキャリア液に溶解した状態のままである。そして、二次転写部４により、画像が中間転写ベルト２１からシートに転写されると、キャリア液中のセルロースエーテルと着色粒子（顔料）とはシートの表面に残留する一方、キャリア液はシートの内部に吸収される。これに伴い、シートの表面上においてキャリア液中のセルロースエーテルの濃度が高くなり、飽和溶解量を超える。飽和溶解量を超えたセルロースエーテルは、シートの表面上に留まっている顔料を被覆しつつ、シートの表面上に留まって被膜を形成する。このセルロースエーテルの被膜によって顔料がシートに定着されることとなり、熱エネルギーや光エネルギーを消費することなく、顔料つまりシートに転写された画像をシートに定着させることができ、湿式画像形成装置における消費エネルギーの削減が図られる。これは、環境保護の面で極めて有利な作用である。また、本実施形態に係る湿式画像形成装置１は、従来から用いられてきた熱や光のエネルギーを用いた定着部が不要となり、湿式画像形成装置１の簡素化やコストダウンが図られる。
【００７５】
液体現像剤中のセルロースエーテルの含有量は１〜６質量％であることが好ましい。より好ましくは、２質量％以上であり、さらに好ましくは、３質量％以上である。また、より好ましくは、５質量％以下であり、さらに好ましくは、４質量％以下である。セルロースエーテルの含有量が１質量％未満であると、シートの表面上に留まるセルロースエーテル被膜の量が少なくなり過ぎ、造膜性ひいては定着性が過度に不足する可能性がある。セルロースエーテルの含有量が６質量％を超えると、シートの表面上に留まるセルロースエーテル被膜の量が多くなり過ぎ、被膜の乾燥性が過度に低下し、被膜の粘着性（タック性）が過度に大きくなり、画像の耐擦過性が過度に低下する可能性がある。また、現像性が不足し、画像濃度が低くなり、かぶりが多くなる可能性もある。
【００７６】
（液体現像剤循環装置）
次に、液体現像剤の供給及び回収系統について説明する。図７は、一つの液体現像剤循環装置ＬＹの全体の概略を示すブロック図である。他の液体現像剤循環装置ＬＭ、ＬＣ、ＬＢも同じ構成である。この液体現像剤循環装置ＬＹは、現像装置１４へ液体現像剤を供給すると共に、現像に利用されずに回収された液体現像剤を循環させ、再利用するための装置である。
【００７７】
液体現像剤循環装置ＬＹは、回収現像剤タンク７１、現像剤調整部７２、顔料タンク７３、樹脂タンク７４、キャリアタンク７５、現像剤リザーブタンク７６及び複数のポンプＰ１〜Ｐ８を備えている。
【００７８】
回収現像剤タンク７１は、現像装置１４に第１パイプ７７１を介して接続され、現像装置１４側から回収された液体現像剤を収容可能なタンクである。第１パイプ７７１は、現像剤回収装置１４６に接続され、第１パイプ７７１の途中には、第１ポンプＰ１が配置され、第１ポンプＰ１の駆動により第１パイプ７７１を通して現像剤回収装置１４６によって回収された残存液体現像剤が、回収現像剤タンク７１に収集される。また、回収現像剤タンク７１には、現像容器１４０から延びる図略のパイプが接続されている。このパイプにより、現像容器１４０中に残存している液体現像剤が回収現像剤タンク７１に回収される。
【００７９】
現像剤調整部７２は、濃度が適正に調整された液体現像剤ＬＤを調製すると共に、後述する濃度検出装置７２３の濃度検出に基づいて液体現像剤ＬＤの濃度を調整する。回収現像剤タンク７１に接続された現像剤収容容器７２０を有する。現像剤収容容器７２０は、回収された残存液体現像剤ＬＤと、顔料と、樹脂溶液及びキャリア液を加えることで、濃度が適正範囲に調整された液体現像剤ＬＤを調製するための容器である。現像剤収容容器７２０は回収現像剤タンク７１と第２パイプ７７２を介して接続されており、この第２パイプ７７２には第２ポンプＰ２が取り付けられている。回収現像剤タンク７１内の液体現像剤ＬＤは、第２ポンプＰ２の駆動により第３パイプ８３を通して現像剤収容容器７２に送られる。
【００８０】
現像剤収容容器７２内には、液体現像剤量ＬＤを検出するために、回転羽根７２１及び回転羽根７２１を回転させる駆動軸７２２を含む液面検出装置が配置されている。回転羽根７２１は、現像剤収容容器２７２内における液体現像剤ＬＤの液面高さが所定高さ位置以上となったときに、該液体現像剤ＬＤと接触するように配置されている。駆動軸７２２はモータ（図略）で回転駆動され、回転羽根７２１が液体現像剤ＬＤの液面と接触することに伴う前記モータの負荷変化に基づいて、液体現像剤量が検出される。
【００８１】
顔料タンク７３には、各色の画像形成に寄与する顔料の分散液が貯留されている。結着樹脂タンク７４には、セルロースエーテルが絶縁性有機溶剤に溶解された状態で貯留されている。キャリアタンク７５には、キャリア液が貯留されている。
【００８２】
顔料タンク７３と現像剤収容容器７２とは第３パイプ７７３で接続されており、顔料分散液は、第３パイプ７７３の途中に設けられた第３ポンプＰ３の駆動によって現像剤収容容器７２へ供給される。結着樹脂タンク７４と現像剤収容容器７２とは第４パイプ７７４で接続されており、セルロースエーテルは、第４パイプ７７４の途中に設けられた第４ポンプＰ４の駆動によって現像剤収容容器７２へ供給される。キャリアタンク７５と現像剤収容容器７２とは第５パイプ７７５で接続されており、キャリア液は、第５パイプ７７５の途中に設けられた第５ポンプＰ５の駆動によって現像剤収容容器７２へ供給される。
【００８３】
現像剤リザーブタンク７６は、現像装置１４に補給する液体現像剤を収納するタンクである。現像剤リザーブタンク７６は、現像剤収容容器７２０と第６パイプ７７６で接続されており、第６パイプ７７６の途中に設けられた第６ポンプＰ６の駆動によって、現像剤収容容器７２０から液体現像剤ＬＤの供給を受ける。さらに現像剤リザーブタンク７６は、現像装置１４内に液体現像剤を供給する上述の供給ノズル２７８と第７パイプ７７７で接続されており、前記液体現像剤の供給は、第７パイプ７７７に取り付けられた第７ポンプＰ７の駆動によって実行される。
【００８４】
現像剤収容容器７２０内の液体現像剤の濃度は、濃度検出装置７２３による液体現像剤ＬＤの濃度、特に溶解樹脂の濃度の検出結果に基づいて調整される。濃度検出装置７２３として、図１〜図３を参照して説明した濃度検出装置が用いられる。現像剤収容容器７２０には、現像剤収容容器７２０の底部に接続された循環管路７７８が付設されている。循環管路７７８には、濃度検出装置７２３及び第８ポンプＰ８が配設されている。第８ポンプＰ８の駆動によって、濃度検出装置７２３の貯留容器５１へ液体現像剤ＬＤが取り入れられ、溶解樹脂の濃度測定後、液体現像剤ＬＤは現像剤収容容器７２０へ戻される。図略の制御部は、濃度検出装置７２３の濃度測定結果に基づき、第３〜第５ポンプＰ３〜Ｐ５を適宜駆動させ、液体現像剤の濃度を調整して、液体現像剤を調製する。
【符号の説明】
【００８５】
１  画像形成装置
２  画像形成部
５０  濃度検出装置
５１  貯留容器
５５  回転部材
５６  回転軸
５７  回転速度検出部
５８  変位部材
６０  変位検知部
６３  記憶部
６６  濃度検出部
ＡＤ  液体現像剤の塊
ＬＤ  液体現像剤
ＬＲ  所定の液範囲
ＬＶ  所定の液位置
Ｍ  駆動源
Ｒ  回転機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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